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5.4 Engineer It: How to simplify your motor drive solution
[MUSIC PLAYING] Hello. My name is Ryan Kehr, Applications Manager for TIs Motor Drive Business Unit. Today, I'm going to discuss simplifying your stepper motor drive solution. In applications requiring a high degree of precision, it's often necessary to use a technique called microstepping. Microstepping requires precise control of the current through the stepper motor windings. This is often implemented with discrete op amps, sense resistors, FETs, a gate driver, and then a external microcontroller that's regulating the current with a PI control loop. Tuning this PI loop as well as getting all the other discrete components to work well together is often complex and requires a tremendous amount of design effort. Luckily, there's an easier way using an integrated product from TI. For example, the DRV8818. Let's look at a basic block diagram of the system. The step and direction pins on the 8818 can be connected to standard general purpose output pins on your microprocessor. The VREF input sets a maximum full scale current for each motor winding. All of the internal logic is built right in to precisely regulate current across the motor windings for up to eight degrees of microstepping. Let's see it in action with available EVM in GUI. Let's see an example with the DRV8818 GUI. In this example, I want to show full step microstepping. And to get things started I'm just going to pulse the step input one at a time. So you can see every time I press this pulse step input, the logic on the step input's going to transition from a low to high and then back low again. This moves the motor a complete 1.8 degrees. And you can see the flag moving. We can also do a complete revolution by changing the number of steps to 200 for a complete 360 mechanical revolution. By pressing the move step button, I can rotate the flag all the way around. This is one example with full step. In full step, oftentimes you encounter resonance issues, in which case you will command the motor to move. But due to resonance, it'll actually stall. In order to overcome this, it's often necessary to use microstepping. So with this GUI, we can simply change the microsteps from full step to 1/8 step. And we can again, by changing the number of steps to 1600, complete a full revolution, but this time using microstepping. I hope you enjoyed the video today, and I was able to demonstrate a simple solution to your stepper motor drive problem. Please go to the following links for more information. [MUSIC PLAYING] [音乐播放] 大家好。 我叫 Ryan Kehr， 是 TI 电机驱动业务部门的 应用经理。 今天我将讨论 如何简化您的步进电机 驱动解决方案。 在需要高精确度的应用中， 通常有必要使用称为微步进的技术。 微步进需要精确控制流过 步进电机绕组的电流。 这通常通过分立式运算放大器、感应 电阻器、FET、栅极驱动器以及 使用 PI 控制环调节电流的 外部微控制器来实现。 调节此 PI 环以及 让所有其他分立式元件 协同工作通常很复杂， 而且需要大量的设计工作。 所幸的是，有一种更为简单的方法， 那就是使用 TI 提供的 集成产品。 例如 DRV 8818。 让我们来看一下系统的基本方框图。 8818 上的步进和方向引脚 可连接到微处理器上的标准通用 输出引脚。 VREF 输出为每个电机绕组设定了 一个最大的满量程电流。 所有内部逻辑均已正确建立， 以精确调节电机绕组上的电流， 实现最多 8 度的微步进。 让我们在 GUI 中看一下它与可用 EVM 的运行情况。 下面看一下 DRV8818 GUI 的示例。 在此示例中，我将展示完整的步进微步进。 为开始演示，我将 每次产生一个步进输入脉冲。 因此，您可以看到， 每次我按下这个脉冲步进输入， 步进输入上的逻辑 便会从低电平跳变为高电平， 随后又变为 低电平。 这将电机移动了完整的 1.8 度。 您可以看到标记在移动。 我们也可以通过 将步进数更改为 200 来完成一整转，即完整的 360 度 机械旋转。 通过按下移动步进按钮， 我可以使标记一直旋转。 还有一个完整步进的示例。 在完整步进中，您经常会遇到共振问题， 这种情况下，您可以命令电机运动。 但是，由于存在共振，它实际上会停止。 为客服此问题，通常有必要 使用微步进。 因此，利用此 GUI， 我们可以将微步进 从整步轻松更改为 1/8 步。 而我们也可以通过 将步进数更改为 1600 来完成一整转，但这次需要使用微步进。 希望大家喜欢今天的视频， 我演示了一个简单的 解决方案来解决您的 步进电机驱动问题。 有关更多信息，请访问以下链接。 [音乐播放] [音乐播放] 大家好。 我叫 Ryan Kehr， 是 TI 电机驱动业务部门的 应用经理。 今天我将讨论 如何简化您的步进电机 驱动解决方案。 在需要高精确度的应用中， 通常有必要使用称为微步进的技术。 微步进需要精确控制流过 步进电机绕组的电流。 这通常通过分立式运算放大器、感应 电阻器、FET、栅极驱动器以及 使用 PI 控制环调节电流的 外部微控制器来实现。 调节此 PI 环以及 让所有其他分立式元件 协同工作通常很复杂， 而且需要大量的设计工作。 所幸的是，有一种更为简单的方法， 那就是使用 TI 提供的 集成产品。 例如 DRV 8818。 让我们来看一下系统的基本方框图。 8818 上的步进和方向引脚 可连接到微处理器上的标准通用 输出引脚。 VREF 输出为每个电机绕组设定了 一个最大的满量程电流。 所有内部逻辑均已正确建立， 以精确调节电机绕组上的电流， 实现最多 8 度的微步进。 让我们在 GUI 中看一下它与可用 EVM 的运行情况。 下面看一下 DRV8818 GUI 的示例。 在此示例中，我将展示完整的步进微步进。 为开始演示，我将 每次产生一个步进输入脉冲。 因此，您可以看到， 每次我按下这个脉冲步进输入， 步进输入上的逻辑 便会从低电平跳变为高电平， 随后又变为 低电平。 这将电机移动了完整的 1.8 度。 您可以看到标记在移动。 我们也可以通过 将步进数更改为 200 来完成一整转，即完整的 360 度 机械旋转。 通过按下移动步进按钮， 我可以使标记一直旋转。 还有一个完整步进的示例。 在完整步进中，您经常会遇到共振问题， 这种情况下，您可以命令电机运动。 但是，由于存在共振，它实际上会停止。 为客服此问题，通常有必要 使用微步进。 因此，利用此 GUI， 我们可以将微步进 从整步轻松更改为 1/8 步。 而我们也可以通过 将步进数更改为 1600 来完成一整转，但这次需要使用微步进。 希望大家喜欢今天的视频， 我演示了一个简单的 解决方案来解决您的 步进电机驱动问题。 有关更多信息，请访问以下链接。 [音乐播放]
Watch the next video in the series:
Engineer It: How to regulate your current when micro-stepping a stepper motor
Details
Date:
March 24, 2016
Learn how to simplify your stepper motor drive solution.
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